【摘要】：黃瓜(Cucumis sativus L.)原產(chǎn)于喜馬拉雅山南麓熱帶雨林及印度北部地區(qū),喜溫但不耐熱,在夏季設(shè)施栽培中經(jīng)常遭遇高溫和強光脅迫,嚴(yán)重影響黃瓜的光合作用、生長和產(chǎn)量。因此,研究黃瓜對高溫強光的響應(yīng)與適應(yīng)機理具有重要意義。本文以‘津優(yōu)35’黃瓜為試材,研究了黃瓜幼苗葉片光合機構(gòu)對高溫強光的響應(yīng)與防御機制,同時探討了夏季高溫環(huán)境對設(shè)施黃瓜生長發(fā)育及產(chǎn)量和品質(zhì)的影響。主要研究結(jié)果如下:1.高溫(HT:42℃/32℃)和亞高溫(SHT:35℃/25℃)明顯抑制幼苗生長。隨著脅迫時間的延長,黃瓜幼苗葉片的光合速率(Pn)逐漸降低,胞間CO_2濃度(Ci)趨于升高,氣孔導(dǎo)度(Gs)、蒸騰速率(Tr)、光呼吸速率(Pr)和暗呼吸速率(Dr)先上升后下降。與高溫單因子脅迫相比,高溫強光交叉脅迫黃瓜幼苗葉片Pn的降低幅度明顯增大;高溫強光下黃瓜幼苗葉片的Gs和Ci均呈先升高后降低趨勢,Pr和Dr顯著降低,說明高溫或亞高溫引起Pn下降的主要原因是非氣孔限制,而高溫強光交叉脅迫引起Pn下降的主要原因是氣孔限制。2.高溫、亞高溫可使黃瓜幼苗葉片的暗下光系統(tǒng)Ⅱ最大光化學(xué)效率(Fv/Fm)、光下實際光化學(xué)效率(ΦPSⅡ)、光化學(xué)猝滅系數(shù)(q P)和電子傳遞效率(ETR)顯著降低,初始熒光(F0)和非化學(xué)猝滅系數(shù)(NPQ)逐漸升高。高溫下PFD越強,黃瓜幼苗葉片的Fv/Fm、ФPSⅡ、qP的降低幅度和F0、NPQ的升高幅度越大。可見,適宜光強下短時亞高溫處理黃瓜幼苗不會產(chǎn)生明顯光抑制,高溫脅迫會對其PSⅡ反應(yīng)中心造成嚴(yán)重?fù)p傷;高溫下光量子通量密度(PFD)越強,黃瓜幼苗葉片的PSⅡ反應(yīng)中心受損傷程度越重。3.隨著脅迫時間的延長,HT處理的RuBP羧化酶(RuBPCase)和Rubisco活化酶(RCA)活性及其mRNA表達量逐漸降低,而SHT處理的脅迫初期變化不大,3 d后趨于降低;HT和SHT處理的景天庚酮糖-1,7-二磷酸酶(SBPase)和果糖-1,6-二磷酸醛縮酶(FBA)活性與mRNA表達均呈先升高后降低趨勢。高溫強光下黃瓜幼苗葉片的RuBPCase、RCA、SBPase和FBA活性及其mRNA表達均隨著脅迫時間的延長而降低,且PFD越高,降低幅度越大。說明光合酶受高溫脅迫誘導(dǎo),但其誘導(dǎo)效應(yīng)與溫度升高幅度和高溫持續(xù)時間有關(guān);強光可在一定程度上抵消高溫對光合酶活性與基因表達的誘導(dǎo)效應(yīng)。4.HT和SHT處理的丙二醛(MDA)和過氧化氫(H_2O_2)含量及超氧陰離子(O(?))產(chǎn)生速率均逐漸增加,但SHT處理的增加幅度顯著小于HT;脅迫初期,HT和SHT處理的超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)、過氧化氫酶(CAT)、抗壞血酸過氧化物酶(APX)、谷胱甘肽還原酶(GR)活性及其mRNA表達,以及抗壞血酸(AsA)和谷胱甘肽(GSH)含量明顯升高。1~3 d后多逐漸降低,AsA持續(xù)升高。與高溫或亞高溫單因子脅迫相比,高溫強光交叉脅迫黃瓜幼苗葉片的MDA積累量顯著增加,抗氧化酶活性及AsA和GSH含量明顯降低�？梢�,黃瓜幼苗可通過上調(diào)抗氧化酶活性和基因表達抵御短時高溫或亞高溫逆境傷害,但脅迫時間超過1~3 d時,抗氧化酶活性和基因表達降低,膜脂過氧化程度加重;強光會加速高溫脅迫引起的活性積累,且光照越強,膜系統(tǒng)受傷越重。5.夏季拱棚內(nèi)黃瓜葉片的光合速率日變化多呈單峰曲線型,在8月10日中午氣溫超過42℃時出現(xiàn)光合“午休”現(xiàn)象,其主要原因是高溫強光引起的氣孔限制。黃瓜生育期內(nèi),SOD、POD、CAT、APX和GR活性均先升高,后降低,與氣溫和PFD變化趨勢一致,說明黃瓜有主動適應(yīng)高溫強光脅迫機制,高溫強光下可通過增強抗氧化酶活性緩解高溫強光傷害。6.黃瓜產(chǎn)量與溫光因子密切相關(guān),氣溫(Ta)和PFD越高,瓜葉比越小,單株結(jié)果數(shù)越少,單果重和總產(chǎn)量越低。夏季高溫強光可使黃瓜果實中的可溶性糖和維生素C含量降低,單寧積累量增加,營養(yǎng)品質(zhì)和口感下降。
【學(xué)位授予單位】：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S626;S642.2

【參考文獻】

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